• 《食品安全導刊》刊號:CN11-5478/R 國際:ISSN1674-0270

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    微生物鑒定技術貫穿食品安全始終

    2015-07-27 17:53:21 來源:

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    隨著人們生活水平的不斷提高,食品安全問題愈發受到重視,微生物對食品的污染問題也隨之備受關注。微生物包括細菌、真菌等,有些微生物還是致病菌,對人體的危害很大,因此食品中微生物的檢測非常重要。

      微生物鑒定技術在檢驗檢疫,食品、化妝品等產品致病菌的檢測,動物源性致病菌的檢測,植物病原細菌、真菌的檢測等工作中起到非常關鍵的作用。

      速度快取代耗時長

      目前,微生物鑒定技術的發展方向有兩個:速度快和分型能力強。速度快的微生物鑒定技術主要以飛行時間質譜鑒定技術為典型代表,可以在數十秒內實現微生物的鑒定;分型能力強的鑒定技術主要包括各種基于DNA的鑒定技術。

      微生物鑒定技術主要有形態學觀察、全自動微生物生化鑒定系統和依據細胞物質進行微生物鑒定技術等方法。

      微生物的形態學觀察,主要依據微生物的形態和生理生化反應等特征來進行微生物的分類和鑒定。用微生物的形態特征來鑒定微生物是由于微生物的形態比較單一,容易分辨;用微生物的生理生化反應特征來鑒定微生物主要是依據微生物細胞壁的組成、微生物發酵產物和微生物對碳源、氮源等養分的利用。但是,這種方法相對比較煩瑣、耗時,因此近年來被全自動微生物生化鑒定系統逐步替代。

      全自動微生物生化鑒定系統實際上是將多個生化反應有效整合、濃縮于商業化的板卡上,方便實驗室進行微生物的鑒定。該系統具有以下優點:第一,生化反應數量多,商業化的卡板最多可集合45—46種生化反應;第二,實驗操作標準化,節省大量人工;第三,鑒定速度快,一般3—4小時即可出鑒定結果?;谝陨蟽烖c,目前,全自動微生物生化鑒定系統已經作為實驗室中微生物的日常鑒定手段。除此之外,全自動微生物生化鑒定系統還具有細菌的MIC值測定和耐藥表型的檢測等作用。

      依據細胞物質進行微生物鑒定技術主要包括蛋白質的檢測和DNA的檢測,是目前微生物鑒定技術的兩個發展方向。依據蛋白質檢測的鑒定技術,具有鑒定速度快的特點,主要檢測儀器有飛行時間質譜?;贒NA檢測的鑒定技術,對微生物的分型能力很強,該檢測技術主要有16S rDNA(核糖體DNA)測序技術、PFGE(脈沖場凝膠電泳,一種分離大分子DNA的方法)和全基因組測序技術等。

      在蛋白質檢測方面,利用飛行時間質譜進行微生物鑒定的原理是通過質譜獲得微生物特征蛋白質分子的“指紋圖譜”,然后與大容量的數據庫進行對比,最終實現菌落或者菌株水平上的鑒定。質譜鑒定系統的優勢主要體現在鑒定速度快,僅需十余秒即可完成。

      在DNA檢測技術方面,16S rDNA基因是細菌核糖體DNA的一部分,被稱為細菌的“活化石”,該基因進化速度十分緩慢,具有生物鐘的特點,已經作為細菌系統發育的目的基因,16S rDNA序列測定是科研領域細菌分類和鑒定的金標準。

      根據實際情況選擇合適的鑒定方法

      目前,常見的商業化測序系統有針對細菌16S rDNA中的500bp保守序列進行測序、針對真菌的28S rDNA的D2基因區域進行測序等。該方法獲得的數據有利于致病菌的溯源分析,但是操作過程具有一定的復雜度,耗時較長。另外,基因測序儀和測序耗材試劑的價格較貴,因此不利于在應用層面進行推廣。

      脈沖場凝膠電泳是一種分離大分子DNA的方法。此種方法的原理是將細菌包埋于瓊脂塊中,用適當的內切酶在原位對整個細胞染色體進行酶切,酶切片段在特定的電泳系統中通過電場方向的不斷交替變換和適合的脈沖時間等條件作用而得到良好分離的方法。

      PFGE的分型能力極強,可區分菌株水平的差異,目前被全世界各個國家普遍使用。通過PFGE分型可以對細菌性傳染病、食源性致病菌進行監測,同時可以進行分子流行病學的調查,但是操作較為煩瑣,需要較高的實驗技能方可掌握。

      全基因組測序技術可以對菌株進行最為有效的分型,即使是16S差異不大的菌株,也可以通過分布在整個基因組上的單核苷酸多態性位點進行區分,是目前分型能力最為強大的技術之一。但全基因組測序用于微生物鑒定工作的主要障礙在于使用成本高和專業的數據分析。

      對于檢驗檢疫工作來說,需要根據實際情況選擇合適的微生物鑒定方法。同時,為了更快速、更準確地確認病原微生物,可能需要幾種鑒定方法聯合使用,例如可以先利用質譜鑒定速度快的優勢迅速判斷致病菌,然后再利用分子生物學的手段進行分型和流行病學的調查。

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